SE417639B

SE417639B - DRYING, Separate for drying car paints or curing plastics

Info

Publication number: SE417639B
Application number: SE7906694A
Authority: SE
Inventors: Ake Evan Karlsson
Original assignee: Ake Evan Karlsson
Priority date: 1979-08-09
Filing date: 1979-08-09
Publication date: 1981-03-30
Also published as: EP0033737A1; SE7906694L; WO1981000448A1

Description

79066944] arbetar med elektriska värmeelement. I denna första fas hålles rö- rens utsidor uppvärmda till en förutbestämd temperatur och åstadkom- mer därvid en i kammaren relativt jämn fördelad uppvärmning genom konvektion och strålning. Genom att den i rören cirkulerande upp- värmningsluften hela tiden återcirkuleras under denna första tork- ningsfas, blir effektbehovet och energiförbrukningen avsevärt lägre än vad som hittills varit möjligt vid torkkammare av ifrågavarande slag. Under denna fas sker torkningen relativt långsamt vid en re- lativt låg temperatur i förhållande till kända metoder. Detta är emel- lertid en fördel, eftersom en långsammare avdunstning av lösningsmed- let från färgskiktet resp. lackskiktet i början av torkningen ger ett bättre slutresultat med bl.a. mindre risk för blâsbildning. 79066944] works with electric heating elements. In this first phase, the outside of the tube is kept heated to a predetermined temperature and thereby achieves a relatively evenly distributed heating in the chamber by convection and radiation. Because the heating air circulating in the pipes is constantly recirculated during this first drying phase, the power requirement and energy consumption will be considerably lower than what has hitherto been possible with drying chambers of the type in question. During this phase, drying takes place relatively slowly at a relatively low temperature compared to known methods. However, this is an advantage, since a slower evaporation of the solvent from the paint layer resp. the lacquer layer at the beginning of the drying gives a better end result with e.g. less risk of blistering.

I Under den första torkningsfasen är ventilationen av kammaren minimal, vilket innebär att luften i kammaren är lugn och endast strömmar långsænt på grund av konvektionsströmmar och sålunda ej virvlar upp damm och andra partiklar som skulle kunna fastna i lackskiktet innan detta torkat och fått en viss fasthet.During the first drying phase, the ventilation of the chamber is minimal, which means that the air in the chamber is calm and only flows slowly due to convection currents and thus does not swirl up dust and other particles that could get stuck in the lacquer layer before it has dried and gained some firmness. .

När tillräckligt mycket lösningsmedel har avdunstat, inkopp- las den andra torkningsfasen för att åstadkomma den för färgskik- tet resp. lackskiktet rekommenderade torktemperaturen, vilken van- ligen är avsevärt högre än den temperatur som råder under den första torkningsfasen. Denna andra fas är lika med den första fa- sen men med det tillägget, att uppvärmningsluften i rörsystemet avtappas och blåses ut i kammaren vid ett eller flera ställen ut- med rörsystemet.When a sufficient amount of solvent has evaporated, the second drying phase is switched on to provide it for the paint layer resp. the lacquer layer recommended the drying temperature, which is usually considerably higher than the temperature prevailing during the first drying phase. This second phase is equal to the first phase but with the addition that the heating air in the pipe system is drained and blown out into the chamber at one or more places along the pipe system.

För detta ändamål är rörsystemet försett med öppningsbara ventiler och inställbara munstycken, så att resp. varmluftström kan riktas mot önskat område på föremålet. Om detta t.ex. är omlac- kerat endast på ett ställe, räcker det att man släpper ut varm- luft mot detta ställe, t.ex. en framskärm på en bil.For this purpose, the pipe system is provided with openable valves and adjustable nozzles, so that resp. hot air flow can be directed to the desired area of the object. If this e.g. is repainted only in one place, it is sufficient to let hot air out towards this place, e.g. a front fender on a car.

Avtappningen av varmluft i detta fall blir sålunda relativt liten. I takt med utblâsningen av varmluft i kammaren sker en till- försel av friskluft till rörsystemet och en motsvarande ventilation av kammaren. _ Vid utförda praktiska prov har man utan olägenhet kunnat hål- la ventilationen så låg som omkring 15 % av det genom fläkten cir- kulerande luftflödet. Värmeförlusterna blir sålunda relativt små. 7906694-0 Om luftförvärmaren arbetar med elektriska uppvärmningselement, är luftförvärmaren värmeisolerad på alla sidor utom på sin över- sida. Genom att låta den inkommande friskluften strömma över luft- förvärmarens heta översida, uppnås en förvärmning av friskluften som ytterligare förbättrar torkkammarens värmeekonomi.The drainage of hot air in this case thus becomes relatively small. In step with the blowing out of hot air in the chamber, a supply of fresh air to the pipe system and a corresponding ventilation of the chamber takes place. During practical tests, it has been possible without inconvenience to keep the ventilation as low as about 15% of the air flow circulating through the fan. The heat losses thus become relatively small. 7906694-0 If the air preheater works with electric heating elements, the air preheater is heat insulated on all sides except on its upper side. By allowing the incoming fresh air to flow over the hot upper side of the air preheater, a preheating of the fresh air is achieved which further improves the heat economy of the drying chamber.

Fläkten drives vanligen av en elmotor som skall kylas med luft och genom att leda denna kylluft genom elmotorn och sedan in i rör- systemet vid fläkten på dess sugsida, tillföres ytterligare för- värmd friskluft som-förbättrar värmeekonomin.The fan is usually driven by an electric motor to be cooled with air and by passing this cooling air through the electric motor and then into the pipe system at the fan on its suction side, additional preheated fresh air is supplied which improves the heating economy.

Med hänsyn till arbetsmiljön har denna förbättrats avsevärt i förhållande till den.arbetsmiljö som erhålles vid användning av strålvärmare för torkning av lacken vid billackering. Vid använd- ning av strålvärmare är det nämligen praktiskt taget omöjligt för en person att uppehålla sig i kammaren, eftersom man då snabbt får kraftiga andningsbesvär. Denna olägenhet är praktiskt taget helt eliminerad vid torkkammaren enligt uppfinningen och då särskilt i den andra torkningsfasen.With regard to the working environment, this has been considerably improved in relation to the working environment obtained when using radiant heaters for drying the paint during car painting. When using radiant heaters, it is practically impossible for a person to stay in the chamber, as they then quickly have severe breathing problems. This inconvenience is practically completely eliminated at the drying chamber according to the invention and then especially in the second drying phase.

Torkkammaren är i övrigt på känt sätt försedd med ett inlopp i taket för inblåsning av friskluft i kammaren under påsprutning av lacken, och ett utlopp vid golvet för utsläpp av denna luft så att man erhåller en nedåtriktad luftström 1 kammaren under sprut- ningen.The drying chamber is otherwise provided in a known manner with an inlet in the ceiling for blowing fresh air into the chamber during spraying of the paint, and an outlet at the floor for discharging this air so that a downward air flow is obtained in the chamber during spraying.

Anläggningen enligt uppfinningen förklaras närmare med hänvis- ning till bifogade ritningar.The plant according to the invention is explained in more detail with reference to the accompanying drawings.

Fig. 1 är ett snitt enligt linjen 1-1 i fig. 2 och visar tork- kammaren enligt uppfinningen, fig. 2 är ett snitt enligt linjen 2-2 i fig. 1, och fig. 3 är en sidovy av luftförvärmaren och fläkten sedda enligt vyn 3-3 i fig. 1.Fig. 1 is a section along the line 1-1 in Fig. 2 showing the drying chamber according to the invention, Fig. 2 is a section along the line 2-2 in Fig. 1, and Fig. 3 is a side view of the air preheater and the fan. seen according to the view 3-3 in Fig. 1.

Torkkammaren har ett golv 10, fyra väggar 11, 12, 13, 14 och ett tak 15. Väggen 13 har en dörr 13a såsom antydes med punktstrec- kade linjer.The drying chamber has a floor 10, four walls 11, 12, 13, 14 and a roof 15. The wall 13 has a door 13a as indicated by dotted lines.

Pâ taket finns ett aggregat 16 med en i och för sig känd fläkt och ett filter för att genom ett inlopp i taket blåsa in en friskluft- ström i kammaren och åstadkomma en nedåtriktad luftström till ett utkkp -17 vid kannnrens golv. Denna luftström hâlles inkopplad på känt sätt under påsprutning 7906694-o Û av färg eller lack på det föremål som är uppställt på golvet eller annat underlag i kammaren.- - Utanför kammaren finns en fläkt 17 som drivas av en elmotor 18 och blåser luft genom cn i och för sig känd luft- förvärmare 19 med elektriska uppvärmningselement. Förvärmaren är värmeisolerad på alla sidor utom på sin översida 19a som sålunda blir het under driften och avger värme till utrymet under ett friskluftinlopp i form av en trattliknande insugnings- kåpa 20, vars nedre kant ligger fri från förvärmarens översida för erhållande av en insugningsspalt 21.On the roof there is a unit 16 with a fan known per se and a filter for blowing a fresh air stream into the chamber through an inlet in the roof and producing a downward air flow to an outlet -17 at the floor of the jug. This air flow is kept connected in a known manner during spraying 7906694-o Û of paint or varnish on the object placed on the floor or other surface in the chamber.- - Outside the chamber there is a fan 17 which is driven by an electric motor 18 and blows air through cn per se known air preheater 19 with electric heating elements. The preheater is heat insulated on all sides except on its upper side 19a which thus becomes hot during operation and emits heat to the space under a fresh air inlet in the form of a funnel-like intake hood 20, the lower edge of which is free from the top of the preheater to obtain an intake gap 21.

Kåpan 20 är via en inloppsledning 22, som innehåller ett spjäll 25 och ett filter 24,förbunden med fläktens 19 sug- sida. Den friskluft som tillföras fläkten kommer sålunda att vara avsevärt förvärmd på grund av strömningen över luftförvär- marens upphettade översida.The cover 20 is connected to the suction side of the fan 19 via an inlet line 22, which contains a damper 25 and a filter 24. The fresh air supplied to the fan will thus be considerably preheated due to the flow over the heated top of the air preheater.

Ledningen 22 är ansluten till ett slutet och ändlöst system 25 av rör som består av relativt tunna och värmeledande plåtrör. Som framgår av fig. 1 och 2 ingår fläkten 17 och luft- förvärmaren 19 i detta slutna rörsystem så att när spjället 25 är stängt, kommer en förutbestämd luftmängd att cirkuleras runt i rörsystemet och uppvärmas av luftförvärmaren till önskad tem- peratur som regleras med en i och för sig känd termostat som styr luftförvärmaren.The conduit 22 is connected to a closed and endless system 25 of tubes consisting of relatively thin and heat-conducting sheet metal tubes. As shown in Figs. 1 and 2, the fan 17 and the air preheater 19 are included in this closed pipe system so that when the damper 25 is closed, a predetermined amount of air will be circulated around the pipe system and heated by the air preheater to the desired temperature controlled by a per se known thermostat that controls the air preheater.

Rörsystemet sträcker sig från luftförvärmaren med en övre rördel 26 in i kammaren och utmed väggarna 11,12 till en skarvlåda 27, och från denna med en undre rördel 28 tillbaka utmed väggarna 12,11,14 till en skarvlåda 29 samt med en övre rördel 50 från denna skarvlåda tillbaka utmed väggen 14 och ut genom väggen 14 vid ett ställe i närheten av fläkten 1? för att via en rördel 51 anslutas till fläktens sugsida. Ledningen 22 är ansluten till denna rördel 51 av rörsystemet såsom visas i fig. 1.The pipe system extends from the air preheater with an upper pipe part 26 into the chamber and along the walls 11,12 to a splice box 27, and from this with a lower pipe part 28 back along the walls 12,11,14 to a splice box 29 and with an upper pipe part 50 from this splice box back along the wall 14 and out through the wall 14 at a place near the fan 1? to be connected via a pipe part 51 to the suction side of the fan. The conduit 22 is connected to this pipe part 51 of the pipe system as shown in Fig. 1.

Kylluftkanalerna i elmotorn 18 är anslutna till fläk- tens 1? sugsida, vilket medför att efter uppvärmning av kyl- luften i elmotorn kommer den att sugas in i fläkten och till- föra en viss mängd värme till den cirkulerande uppvärmningsluf- ten i rörsystemet.The cooling air ducts in the electric motor 18 are connected to the fan 1? suction side, which means that after heating the cooling air in the electric motor, it will be sucked into the fan and supply a certain amount of heat to the circulating heating air in the pipe system.

Efter påförande av lack eller färg på det i kammaren 4 5 7906694-0 uppställda föremålet såsom en bil, avstänges friskluftfläkten hos aggregatet 16.After applying varnish or paint to the object arranged in the chamber 4 7906694-0 as a car, the fresh air fan of the unit 16 is switched off.

Eftersom kammaren nu är praktiskt taget helt tillslu- ten genom att dörren 15a är stängd, kommer luften i kammaren och därmed lackskiktet att uppvärmas med hjälp av det upphet- tade rörsystemet som avger värme genom konvektion och strål- ning. Vid lackerinß av bilar kommer temperaturen i kammaren att ligga i storleksordningen omkring 50°C.Since the chamber is now practically completely closed by the door 15a being closed, the air in the chamber and thus the lacquer layer will be heated by means of the heated pipe system which emits heat by convection and radiation. When painting cars, the temperature in the chamber will be in the order of about 50 ° C.

Lackskiktet kommer nu att torkas på detta sätt i en första torkningsfas för avdrivning av den större delen av lös- ningsmedlet i lacken. Denna torkning sker därvid långsammare _ än som hittills har skett med elektriska strålvärmare eller varmluftströmmar.The lacquer layer will now be dried in this way in a first drying phase for evaporating the greater part of the solvent in the lacquer. This drying takes place more slowly than has hitherto been done with electric radiant heaters or hot air streams.

Genom denna långsammare torkning i den första fasen utsättas lacken för en skonsam värmebehandling som ger en vä- sentlig förbättring av det slutliga resultatet, eftersom upp- värmningen fördelas relativt jämnt i kammaren av den endast långsamt självcirkulerande luften, vars rörelse är så långsam att man erhåller en avsevärd minskad risk för uppvirvling av dammpartiklar och andra partiklar som skulle kunna sätta sig fast i lacken innan denna torkat och hàrdnat tillräckligt.Due to this slower drying in the first phase, the paint is subjected to a gentle heat treatment which gives a significant improvement of the final result, since the heating is distributed relatively evenly in the chamber of the only slowly self-circulating air, whose movement is so slow that one obtains a considerably reduced risk of turbulence of dust particles and other particles that could stick to the paint before it has dried and hardened sufficiently.

Dessutom medför den långsammare torkningen mindre risk för bildning av blåser i lacken.In addition, the slower drying entails less risk of blisters forming in the paint.

När sedan lacken torkat tillräckligt för att utan olä- genhet kunna tåla en viss luftströmning, inkopplas den andra fasen i torkningen för att höja torkningstemperaturen till re- kommenderad temperatur för den aktuella lacken eller färgen.When the varnish has dried sufficiently to be able to withstand a certain air flow without inconvenience, the second phase of the drying is switched on to raise the drying temperature to the recommended temperature for the varnish or paint in question.

Denna temperatur ligger för vissa billacker i området omkring eo°c.This temperature is for some car paints in the range around eo ° c.

Denna andra torkningsfas utföres med hjälp av ett an- tal öppningsbara ventiler med munstycken 52,š5,54 som är ut- placerade pà rördelarna i rörsystemet 25 såsom visas i fig. 1 och 2.This second drying phase is performed by means of a number of openable valves with nozzles 52, š5,54 which are placed on the pipe parts in the pipe system 25 as shown in Figs. 1 and 2.

Om rörsystemet även innefattar rördelar i kammarens tak, är även dessa rördelar försedda med ventiler och munstyc- ken för nerblåsning av varmluft mot föremålet i kammaren.If the pipe system also includes pipe sections in the roof of the chamber, these pipe sections are also provided with valves and the nozzle for blowing hot air towards the object in the chamber.

De schematiskt antydde munstyckena 52,ä5,54 är lämp- ligen inställbara för att rikta varmluftntrömmen i önskade rikt- 4 7906694-0 ningar. De är dessutom lämpligen försedda med teleskopiskt förlängbara rör, så att munstyckena kan förläggas pà önskat avstånd från det aktuella föremålets yta.The schematically indicated nozzles 52, ä5,54 are suitably adjustable for directing the hot air flow in desired directions. They are also suitably provided with telescopically extendable tubes, so that the nozzles can be placed at the desired distance from the surface of the object in question.

I de flesta fall är hela föremålet lackerat och i så fall öppnas alla ventilerna, men fvissa fall är endast ett visst parti av föremålet lackerat och i ett sådant fall öpp- nas endast den närmast belägna ventilen med munstycke, vilket medför en möjlighet att inte behöva använda mer varmluft än som är nödvändigt.In most cases the whole object is painted and in that case all the valves are opened, but in some cases only a certain part of the object is painted and in such a case only the nearest valve is opened with a nozzle, which means an opportunity not to have to use more hot air than necessary.

Under den andra torkningsfasen åstadkommas sålunda en kontrollerad tillförsel av varmluft för att höja torkningstem- peraturen till rekommenderad temperatur och att åstadkomma en kontrollerad ventilation av kammaren genom utsläpp av luft och förångat lösningsmedel genom ett särskilt avlopp från kammaren eller genom aggregatet dö på kammarens tak.During the second drying phase, a controlled supply of hot air is thus provided to raise the drying temperature to the recommended temperature and to provide a controlled ventilation of the chamber by venting air and evaporated solvent through a special drain from the chamber or through the unit die on the chamber roof.

Vid gjorda uppmätningar på en provanläggningvar venti- lationen så liten som ca 15 % av det genom fläkten cirkulerande luftﬂödet. Värmeeffekten i luftförvärmaren var 40 kw till skill- nad från de 30 kW som tidigare erfordrades med konventionella elektriska strålvärmare i samma kammare. Provanläggningen an- vändes för att lackera bilar, och kvaliteten på lackytan blev avsevärt förbättrad i förhållande till det resultat som tidi- gare hade erhållits med stràlvärmare.When measurements are made on a test facility, the ventilation was as small as about 15% of the air circulating through the fan. The heating power in the air preheater was 40 kw, in contrast to the 30 kW that was previously required with conventional electric radiant heaters in the same chamber. The test facility was used to paint cars, and the quality of the paint surface was significantly improved in relation to the result previously obtained with radiant heaters.

Torkkammaren enligt uppfinningen kan med fördel ingå i en tillverkningslinje, där föremålet passerar in i kammaren vid dess ena ände och ut ur kammaren vid dess andra ände, var- vid kammaren kan vara uppdelad i två zoner, varav den första zonen är inrättad för genomförande av den första torkningsfa- sen och den andra zonen är inrättad för genomförande av den andra torkningsfasen.The drying chamber according to the invention may advantageously be part of a production line, where the object passes into the chamber at one end thereof and out of the chamber at its other end, the chamber being divided into two zones, the first zone of which is arranged for carrying out the first drying phase and the second zone are set up to carry out the second drying phase.

Ovan har uppfinningen beskrivits i samband med tork- ning av lacker och färger, varvid principen är att man först torkar vid en relativt låg temperatur i relativt lugn atmosfär och därefter höjer temperaturen väsentligt genom att fortsätta torkningen med tillhjälp av varmluftströmmar. Denna metodik kan även med fördel utnyttjas inom andra områden, t.ex. vid plast- tillverkning för hürdning av plasten.The invention has been described above in connection with the drying of lacquers and paints, the principle being that one first dries at a relatively low temperature in a relatively calm atmosphere and then raises the temperature considerably by continuing the drying with the aid of hot air streams. This methodology can also be used to advantage in other areas, e.g. in plastic manufacturing for curing the plastic.

Claims

Claim 1. A drying plant, in particular for drying car paints or curing plastics, comprising a drying chamber and a closed duct system for circulating hot air through an air preheater which preferably works with electric heating elements, wherein the duct system duct walls are arranged so that when heated they emit heat to the chamber for drying an object placed therein, and the walls of the duct system are provided with controllable valves which are completely shut-off or are controllably openable to effect a controllable outflow of hot air from the duct system to the drying chamber, k ä nnetecknad; in that a number of heating pipes (26, 28) are arranged inside the chamber (10) along its walls, which are included in the duct system (25) for circulating the hot air and which are heated by it in order to give off heat to the chamber and the the object to be dried therein, 7 that a shut-off fresh air inlet (25) is connected to the duct system, that the heating pipes are provided at a number of places along their lengths with supply valves (52, 55, 5U), which are individually adjustable from closed to desired open position for providing a locally regulated outflow of hot air at the respective valve to the chamber and that an outlet from the chamber is openable to release a predetermined amount of hot air together with the gases obtained during the drying depending on the opening of the valves. 2. A system according to claim 1, characterized in that the supply valves are provided with nozzles which are adjustable with respect to their orientation of the respective hot air flow. Plant according to claim 2, characterized in that the nozzles of the valves comprise a telescopically extendable tube so that the direction of the tube can be adjusted while its length can be changed so that the nozzle can be placed at shorter or longer distances from the object in the chamber.